Соединение шпилькой чертеж: Шпилечное соединение с расчетами. — Чертежик

Соединение деталей шпилькой

В соединение деталей шпилькой входят шпилька, гайка, шайба.

Шпилька – стандартное изделие, представляющее собой цилиндрический стержень, имеющий на одном конце (посадочном) резьбу для ввинчивания в одну из соединяемых деталей, а на другом (стяжном) – резьбу для навинчивания гайки.

Форма и размеры шпилек общего применения приведены в ГОСТ 22032 – 76 – ГОСТ 22043 – 76.

Шпильки выпускают с метрической резьбой номинальной и повышенной точности с различной или одинаковой длиной ввинчиваемых концов.

Длина L1 ввинчиваемого резьбового (посадочного) конца шпильки зависит от ее диаметра и материала детали, в отверстие которой завинчивается шпилька, вторым концом она входит в отверстие другой детали без резьбы.

Данные о размерах глубины ввинчивания шпильки L1 в базовую деталь в зависимости от материала детали приведены в табл.

6. Более мягкий материал базовой детали предполагает выбор шпильки с большим размером ввинчиваемого конца.

Таблица 6

Размеры ввинчиваемого конца шпильки в зависимости от материала детали

Длина ввинчиваемого конца (L1)	ГОСТ	Область применения
d	22032 – 76	Сталь, бронза, латунь
1,2d	22034 – 76	Чугун серый
1,6d	22036 – 76	Чугун ковкий
2,0d	22038 – 76	Легкие сплавы
2,5d	22040 – 76

Параметры шпилек с ввинчиваемым концом равным диаметру резьбы шпильки (нормальной точности) по ГОСТ 22032 – 76 приведены в табл. 7. Данные по связи длины шпильки с номинальным диаметром и длиной резьбового конца сведены в табл. 8.

При выполнении соединения деталей с помощью шпилек посадочный конец шпильки ввинчивается в глухое отверстие одной из деталей; на стяжной конец надевается присоединяемая деталь, затем шайба и навинчивается гайка, которая и прижимает детали одну к другой.

Конструктивное и упрощенное изображение шпилечного соединения представлено на рис. 6.

Длина шпильки L (без ввинчиваемого конца) рассчитывается по формуле

L = Ф + m + s+ a + c, (2)

где Ф – толщина соединяемой детали;

m – высота гайки;

s – толщина шайбы;

а – запас резьбы;

c – фаска резьбы;

а + с = 0,3d.

После определения расчетной длины шпильки подбирается по ГОСТу ближайшее стандартное значение

Lст в зависимости от диаметра шпильки d (табл. 8).

Рис. 6. Действительное (а) и упрощенное (б) изображение соединений деталей шпилькой

Упрощенное изображение соединения деталей шпилькой вычерчивают по относительным размерам с учетом требований ГОСТ 2.315 – 68. В упрощенном изображении шпилечного соединения конец глухого отверстия детали не показывают.

Для присоединения детали (фланца) толщиной 20 мм (Ф) к базовой детали с помощью шпильки (ГОСТ 22032 – 76 – табл. 7), гайки (ГОСТ 5915 – 70) и шайбы (ГОСТ 11371 – 78) необходимо рассчитать длину шпильки и подобрать стандартную шпильку по ГОСТ 22032 – 76 (табл. 8). Задан параметр резъбы шпильки и гайки М14.

В соответствии с известным номинальным диаметром шпильки, гайки (14 мм), высота гайки, взятая из таблицы 4, составляет 10мм, толщина шайбы – 2,5 мм (табл.

5).

Подсчет длины шпильки по формуле (2) приведен ниже:

L = 20 + 11 +2,5 + 0,3х14 = 3771 мм

Для рассчитанной длины шпильки (37,7 мм) из табл. 8 в первой колонке выбирается ее длина ближайшая к расчетной. В данном примере длина шпильки в соответствии с ГОСТ 22032 – 76 составляет 38 мм.

Шпилечное соединение можно записать следующим образом:

Шпилька М14х38.58 ГОСТ 22032 – 76

Гайка М14.5 ГОСТ 5915 – 70

Шайба 14.01 ГОСТ 11371 – 78

Таблица 7

Шпильки с ввинчиваемым концом L= 1,0 d

(нормальной точности) по ГОСТ 22032 – 76

Длина шпильки Размеры, мм.
Номинальный диаметр резьбы		6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	27	30	36
Шаг Р	Крупный	1	1,25	1,5	1,75	2		2,5			3		3,5	4
	Мелкий		1	1,25		1,5					2	3
Диаметр стержня d		6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	27	30	36
Длина ввинчиваемого резьбового конца L		6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	27	30	36
Размер фаски «С» не менее	для крупного шага резьбы	1	1,5			2		2,5						3
	для мелкого шага резьбы		1	1,5							2			2,5
Пример условного обозначения шпильки с резьбой М14, мелким шагом 1,5мм, длиной 70мм, классом прочности 5. 8: Шпилька М141,570.58 ГОСТ22032 – 76.

Таблица 8

Размеры шпилек, мм

Длина L	Номинальный диаметр резьбы d
	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	27	30	36
	Длина резьбового конца Lo
16	x	x	x
18	x	x	x
20	x	x	x
22	18	x	x
25	18	x	x	x	x
28	18	22	x	x	x
30	18	22	x	x	x
32	18	22	x	x	x
35	18	22	26	x	x
38	18	22	26	30	x	x	x
40	18	22	26	30	x	x	x	x
42	18	22	26	30	34	x	x	x
45	18	22	26	30	34	x	x	x	x	X
48	18	22	26	30	34	38	x	x	x	X
50	18	22	26	30	34	38	x	x	x	X
55	18	22	26	30	34	38	42	x	x	X	x
60	18	22	26	30	34	38	42	46	x	X	x	x
65	18	22	26	30	34	38	42	46	50	Х	х	х
70	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	х	х	х
75	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	х	х
80	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	х	х
85	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	х
90	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	х
95	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
100	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
105	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
110	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
115	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
120	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
130	18	22	26	30	34	38	42	46	50	54	60	66	78
140	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	66	72	84
150	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	66	72	84
160	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	66	72	84
170	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	66	72	84
Знаком «x» отмечены шпильки с Lo=L-0,5d.

Как соединять детали шпилькой. Технология шпилечного соединения, особенности выполнения

В ходе строительных работ применяются крепежные детали не одного десятка разновидностей, в число которых входят резьбовые шпильки. Такой соединительный элемент предоставляет возможность стянуть 2 компонента создаваемого объекта, причем, без необходимости внешней фиксации на одной стороне. В зависимости от конструкции, конфигурации и размерных характеристик шпильки подразделяются на несколько типов. Производство таких крепежных деталей, соответствующих каждому из них, регламентируется нормами определенного Госстандарта.

Конструкция и формирование соединения

Шпилька, по сути, является металлическим прутком, с резьбовой нитью:

При этом оголовок, например, как у винта, отсутствует. Благодаря такой конструкции шпильку можно продевать в отверстия, находящиеся в скрепляемых объектах, и зафиксировать их в таком положении, накрутив с обеих сторон гайки. Данный способ сопряжения используется нечасто.

Второй вариант соединения – ввинчивание шпильки в гнездо с резьбой в одной детали, пропускание стержня через отверстие во второй до их плотного соприкосновения с последующим наворачиванием гайки со свободного конца.

Рассматриваемый крепеж нашел широкое применение не только в стройиндустрии, но и в сфере машиностроения. Данный фактор обусловил широкий спектр номенклатурных позиций шпилек, выпускаемых современными меткомбинатами. Сложность производства вызвана отсутствием единого нормативного документа, регламентирующего этот техпроцесс. Особенности конструкции каждой модели прописаны своим отдельным стандартом

Разновидности

Помимо использования для соединения деталей вновь создаваемого объекта, рассматриваемые крепежные элементы применяются в ходе установки крупногабаритного металлообрабатывающего оборудования. Для крепления агрегата к поверхности, в основание на стадии заливки бетона устанавливаются т. н. фундаментные шпильки, у которых имеется ряд конструктивных особенностей.

Также данный крепеж используется при монтаже вентиляционных и трубопроводных систем. В данном случае применяются соединения фланцевого типа.

Необходимо отметить следующий момент: большинство видов шпилек изготавливаются по двум стандартам.

Параметр d₂ во втором исполнении примерно такой же, как и средний диаметр резьбы.

Тип подходящей конструкции шпильки является характеристикой производной от конкретных требований к метизу и особенностей создаваемого объекта.

Крепеж для изделий, имеющих гладкие отверстия

Размеры шпилек, используемых для соединения объектов, в отверстиях которых отсутствует резьба, установлены положениями ГОСТа 22042-76. Утвержденный им диапазон изменений параметров, отображенных на вышеуказанных чертежах исполнений, представлен ниже.

• Номинальный диаметр метрической резьбовой накатки: от M2 до M48.

• Шаг резьбы: мелкий – min 1,0 мм; max 3,0 мм; крупный – min 0,4 мм; max 5,0 мм.

• Диаметр стержня (обозначение d₁) – от 2,0 мм до 48,0 мм.

• Общая длина изделия (параметр l) – 10 мм…500 мм.

• Длина участка с резьбой (обозначение b) – минимальная 2,0 мм; максимальная 121,0 мм.

В тексте данного стандарта имеется следующее примечание: по заявке заказчика резьба может накатываться по всему стержню всех типоразмеров.

В принципе, главной особенностью (пожалуй, она же и единственная) таких шпилек, является факт одинаковой длины обоих резьбовых участков. Изделия, у которых они отличаются по размеру, относятся к другому типу.

                                   Шпильки с ввинчиваемым наконечником

У таких метизов сегменты с насечкой, накатанной с разных сторон, могут отличаться не только по длине, но также по величине диаметра, и кроме того, по расстоянию между одноименными точками соседних витков, то есть по шагу резьбы. Применяются соединительные детали данного вида при условии наличия у одного из скрепляемых компонентов конструкции отверстия с резьбой.

Работать шпильки могут, контактируя с различными металлами. Вид этого материала имеет решающее значение при выборе подобного крепежа. И поэтому здесь нужно руководствоваться действующим стандартами. В частности,

• на шпильки, предназначенные для работы с изделиями, в качестве сырья для изготовления которых использовались легкие сплавы, распространяется действие ГОСТов под номерами 22038,22039 и 22040, принятых в 1976 году. Первые два нормируют производство данных крепежных деталей с длиной ввинчиваемого конца, равной 2×d, а третий – шпилек со значением этого параметра, составляющим 2,5×d;

• рабочие характеристики шпилек, ввинчиваемых в элементы конструкции, произведенные из чугуна ковкого, а также серого прописаны в стандартах под номерами 22034, 22035 и 22036, которые были приняты в том же 1976 году. Действие первых двух распространяется на такой крепеж с длиной ввинчиваемого конца, равной 1,25×d, а третьего – на шпильки с этим параметром, составляющим 1,6×d;

• на шпильки, предназначенные для ввинчивания в изделия из титановых сплавов, латуни, бронзы, а также из стали, распространяются положения Государственных стандартов номер 22032 и номер 22033 от 1976 года. Они оба нормируют производство данного крепежа с длиной ввинчиваемого конца, идентичной резьбовому диаметру. Отличаются эти ГОСТы требованиями к точности изготовления шпилек: первый – по классу В (нормальная точность), второй – по классу А (это точность повышенная).

В каждом нормативном документе размещена таблица, отображающая допустимую минимальную им максимальную величину такого параметра, как размер резьбового участка метиза при определенном его диаметре и конкретной общей длине.

Фланцевые шпильки

Сфера предназначения этих метизов – сопряжение трубопроводов различного функционала: турбинных и транспортирующих рабочую среду в виде пара и газа с температурой, изменяющейся в диапазоне 0°С≤Т≤650°С.

Их конструкция и размерные характеристики утверждены ГОСТом 9066-75. Его положения выделяют 5 типов шпилек:

1. с идентичными диаметрами резьбовой накатки и гладкого участка;

2. с диаметром резьбы на наконечнике, превышающим данный параметр гладкого сегмента;

3. с отверстием по всей продольной оси и выступом 4-гранной конфигурации;

4. с отверстием по всей продольной оси и выступом в виде цилиндра;

5. с диаметром резьбовой накатки, превышающим диаметр гладкого участка, и отверстием по всей продольной оси.

Монтаж шпилек с первого по третий тип осуществляется «на холодную». Перед установкой метизов четвертого и пятого типов их нужно разогреть.

Уже из самого названия ГОСТа 9066-75 видна главная особенность, присущая фланцевым шпилькам – это способность работать в условиях повышенной температуры. На этом фоне отметим один момент. Де-факто, в данном нормативном документе шпильки не называются именно «фланцевыми». Однако устойчивость к воздействию высоких температур обусловливает возможность монтировать с их помощью трубопроводы, работающие в таких условиях. Создаются они в большинстве случаев посредством фланцевых соединений. А поскольку трубопроводы обычно причисляются к категории ответственных конструкций, в ГОСТе 9066-75 к производству шпилек прописаны повышенные требования.

Шпильки приварные

Крепеж данного типа применяется в случае возможности его соединения с установочной базой сваркой. Его конструктивное исполнение и технические характеристики утверждены ГОСТом P 55738-2013. Изначально по способу приваривания данный стандарт выделяет 3 разновидности шпилек. В частности, это сварка:

1. Контактная, сопровождающаяся расплавлением наконечника.

2. Дуговая, выполняемая с размыканием цепи.

3. В защищенной газом среде, либо с применением специального кольца, изготовленного из керамики.

Третий способ допускает использование шпилек-опор, метизов с резьбой внешней и внутренней, а также не имеющих резьбовую накатку. Их маркировка осуществляется двумя литерами, вторая и которых «D». Сварка методом №2 маркируется буквой «S». Данный способ допускает работу со шпильками, на внутренней или внешней поверхности которых имеется резьбовая нить. Впрочем, таковая может и отсутствовать. Первый метод предоставляет возможность работать с метизами, входящими во вторую категорию. Узнать их можно по присутствующей в маркировке литере «Т».

Шпильки закладные

Применятся данный крепеж там, где нужно обеспечить скрепление элементов с монолитной и бетонной установочной базой. Он может иметь прямую форму либо характеризоваться изогнутой конфигурацией. 

Размещается в монолите, как правило, на стадии его заливки. Конструкция неправильной формы:

Форма и размерные характеристики закладных шпилек утверждены ГОСТом 24379.1-2012. Правда, фигурирует этот крепеж в тексте данного нормативного документа под названием «болты фундаментные».

Шпилька сантехническая

Отличается данная крепежная деталь различными видами резьбы, накатанной с разных сторон. На одном участке она редкая шурупная (или винтовая), а на противоположном конце – метрическая. Форма наконечников характерна самонарезающему винту и метрическому крепежу – заостренный, на котором берет начало резьбовая нить и плоский. 

На этом тупом конце находится шлиц ТОRХ, служащий для передачи вращающего усилия на стержень во время монтажа шпильки. Ввинчивание шпильки сантехнической в основу также может выполняться гаечным ключом. Но только если участок, разделяющий две резьбовые накатки, имеет грани.

Шпилька анкерная

Анкер является самостоятельным метизом, предоставляющий возможность прикрепить элемент конструкции к блоку монолита после его заливки и затвердевания. Предпосылки к применению данного изделия очевидны. Как известно, нарезать рабочую резьбу в бетоне еще никому не удавалось. И тогда на выручку приходит анкер, основной деталью которого является шпилька. 

На ней размещается прорезная втулка, разжимаемая конусообразным наконечником резьбового стержня. Хотя в качестве отдельного крепежа анкерная шпилька не применяется, упомянуть ее тоже необходимо.

Как рассчитывается соединение шпилькой

Ниже представлен чертеж самого простого шпилечного соединения.

Требуется рассчитать длину крепежной детали. Для этого используется следующая формула:

                                   L_{шпильки}= Ф+s+m+а+с, где

• Ф – толщина скрепляемого объекта;

• s – толщина подкладываемой плоской шайбы;

• m – высота 6-гранной гайки;

• а – выступающий участок шпильки, обеспечивающий запас резьбовой накатки;

• с – фаска.

Сумма величин последних двух параметров равна 0,3×d. Численные значения остальных характеристик берутся из Т.З. на создание конструкции и из действующих стандартов. Поэтому рассчитать длину шпильки будет несложно. Но полученный результат может не присутствовать в таблице размеров, утвержденных ГОСТом. Тогда останавливать свой выбор следует на крепежной детали с ближайшей большей длиной.

Приведем пример. Пусть резьбовой диаметр шпильки и гайки, выполненной по ГОСТу 5915-70, равен M14. Значение параметра «m» берется из этого же нормативного документа. В нем прописано, что высота гайки с резьбой M14 составляет 12,8 мм. Толщина шайбы с внутренним диаметром 14,0 мм, произведенной по положениям ГОСТа 11371-78, равна 2,5 мм. По проекту требуется закрепить объект толщиной Ф=22,0 мм. Подставив эти значения в формулу, получим:

L_{шпильки}= 22,0+2,5+12,8+0,3×14,0=41,5 мм.

После изучения таблицы размеров, содержащейся в ГОСТе 22032-76, станет понятно, что в данном случае подойдет шпилька с ввинчиваемым наконечником, длина которой составляет 42,0 мм.

Заключение

Соединения деталей шпилькой часто подвергаются воздействию агрессивной среды. Наиболее распространенный способ, обеспечивающий защиту от коррозии – оцинкование метиза. Покрывать поверхность шпильки краской, пусть даже изготовленной на полимерной основе, не имеет никакого смысла. В ходе навинчивания гайки этот слой будет разрушен, если не полностью, то частично точно. В результате шпилечное соединение не будет защищено от воздействия внешних неблагоприятных факторов.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.comments powered by Disqus

Консультанты Хоффмана — лидер в области проектирования конструкций, деталей стали, заводских чертежей металлических шпилек и

Хоффман Консультанты Строительная инженерия и Детализация Дом Структурные Дизайн Сталь Детализация БИМ Металлические шпильки Контакт Карьера

Металлический каркас холодной штамповки (металлическая стойка) Инженерные и заводские чертежи Консультанты Hoffman являются экспертами в области проектирования и сборки каркасов из металлических стоек. Мы используем новейшее программное обеспечение для создания легко читаемых и полных наборов чертежей металлических стоек. Наши чертежи включают в себя планы, фасады, разрезы и трехмерные изометрические чертежи, чтобы помочь нашим клиентам легко понять и построить свои проекты. Если вы заинтересованы в получении коммерческого чертежа металлических стоек, отправьте архитектурные и структурные чертежи вместе со спецификацией 5400 по адресу: [email protected] Пример заводских чертежей металлических шпилек: Каркас с металлическими стойками Часто задаваемые вопросы: Почему необходимо иметь инженерные рабочие чертежи? Требуются ли чертежи для всех шпилек? Что такое отклоняющая скоба? Всегда ли легкие шпильки экономят деньги? Всегда ли мне нужен дополнительный зажим для каждого соединения? Насколько достаточно места для отклонения? Требуется ли перемычка во всех стенах? Как называются или обозначаются размеры шпилек? Важно ли соблюдать рабочие чертежи в строительстве? Одинаково ли ведут себя деревянные и металлические стойки во время строительства? Спецификации контракта для моего проекта требуют предоставления рабочего чертежа с расчетами, подготовленными профессиональным инженером. Как мне подготовить рабочие чертежи? Какой смысл в заводских чертежах металлических шпилек, если они не требуются в спецификации? Требуются ли специальные проверки металлических шпилек? Зачем нужны рабочие чертежи? В большинстве случаев зарегистрированный инженер проверяет только требуемую основную шпильку. Это зависит от высоты, скорости ветра и воздействия, а также от типа поддерживаемого материала. Инженер со стороны поставщика (Hoffman Consultants) использует эту информацию для определения крепежа, сборок и расположения шпилек для всего проекта. Давайте посмотрим на пример. Высота — это длина без опоры между опорными точками. В большинстве случаев безопорная длина — это расстояние между полом и соседним этажом или крышей. Если шпилька закреплена где-то между ними, высота — это расстояние до этой точки. Обычный диапазон высоты составляет от 8 до 14 футов. Минимальная требуемая скорость ветра, применяемая к большинству зданий, составляет 115 миль в час (максимальная) или 90 миль в час (номинально), за исключением береговой линии. Затем к этой скорости ветра применяются коэффициенты, основанные на экспозиции здания и окружающего ландшафта. Чем больше открыт путь ветра, тем больше приложенная нагрузка. Обычно используется экспозиция «С», в результате чего к компонентам и облицовке здания прикладывается усилие 25–30 фунтов на квадратный фут; например металлические стойки, окна или софиты. Первый расчет заключается в определении прочности шпильки, чтобы выдерживать нагрузки без разрушения. Кроме того, материалы (обшивка) не должны разрушаться. Внешние материалы определяют допустимый изгиб шпильки, также известный как прогиб. Допустимый прогиб определяется как отношение величины прогиба к длине неподдерживаемого пролета и выражается как длина, деленная на переменную. В случае облицовки кирпичом требуется соотношение L (длина)/600. Например, инженер сначала проектирует шпильку на прочность. Форма, калибр и прочность стали должны быть достаточными, чтобы выдерживать нагрузки без деформации. Затем инженер определит допустимое отклонение в дюймах. Для 12 футов и кирпичной облицовки это будет 12×12/600 или около ¼ дюйма, что немного. Затем он должен рассчитать толщину или размер стойки, которая будет достаточно жесткой, чтобы выдерживать нагрузку без превышения пределов прогиба. Этот расчет определяет глубину основного шпильки и толщину. Инженер-проектировщик укажет на чертежах нагрузки и критерии прогиба, а также номинальный размер шпильки. В большинстве случаев инженер записи останавливается на этом и указывает, что рабочие чертежи должны быть предоставлены. В отличие от деревянных шпилек, металлические шпильки бывают самых разных размеров и калибров. Калибры влияют на мощность крепежных изделий, помимо прочности и удобства обслуживания (сопротивление прогибу). Все эти переменные должны быть приняты во внимание, чтобы продолжить проектирование. На заводских чертежах подробно показано, как все стойки будут собраны и прикреплены к основной конструкции. Расположение окон и дверей здания является одним из основных применений рабочих чертежей. Когда шпильки прерываются, нагрузки передаются на перемычки и пороги, которые распределяют нагрузки по косякам с каждой стороны. Инженер-чертежник определит узлы и крепежные детали, необходимые для выполнения проектных требований. Должно быть очевидно, что косяки по обе стороны от проема будут воспринимать большую нагрузку и потребуют большего количества «слоев», чтобы соответствовать требованиям по нагрузке, указанным в чертежах и спецификациях. Все это показано на заводских чертежах, но вместо нескольких шипов изготовление состоит из комбинации шипов и гусеницы. Требуются ли чертежи для всех шпилек? Обычно требуется проектировать и отображать на рабочих чертежах только наружные стены, несущие стены и их комбинации. Внутренние ненесущие стойки не подвержены значительным боковым нагрузкам и обычно поддерживают стеновую панель, которая является гибкой по сравнению с кирпичом. Внутренние шипы тонкие (20, 22 или 25 калибра), а внешние шипы обычно имеют размер не менее 18 калибров. Что такое отклоняющая скоба? Отклоняющая скоба скользит или скользит в вертикальном направлении. Он поддерживает шпильку только в горизонтальном направлении. Если шпилька не рассчитана на вертикальную нагрузку, она прогибается или деформируется при сжатии и выходит из строя. Проскальзывающее соединение защищает от случайных нагрузок на подшипник. Например, если балка перемычки прогибается под нагрузкой пола, стойки под ней будут воспринимать нагрузки, если только в точке крепления нет соединения с проскальзыванием. Всегда ли легкие шпильки экономят деньги? Более легкие шпильки экономят деньги в большинстве случаев, но не всегда. Иногда количество крепежных деталей увеличивается, что увеличивает затраты на оплату труда. Всегда ли мне нужен дополнительный зажим для каждого соединения? Обычная шпилька, вставленная в гусеницу, как правило, не требует зажима в основании, если гусеница соответствует размеру цапфы. Конечно, его все равно необходимо прикрепить к направляющей фланцами, а направляющую необходимо прикрепить к полу. Если это не несущая стена, для верхнего соединения потребуется скользящее соединение. Базовые зажимы обычно требуются в нижней части сборных элементов косяка на дверях и окнах. Насколько достаточно места для отклонения? Предположим, что статическая нагрузка уже приложена при возведении стены; безопасный максимальный прогиб равен длине пролета пола в дюймах, деленной на 360. Например, на высоте 30 футов 12 x 30/360 = 1 дюйм. Требуется ли шунтирование во всех стенах? Если обе стороны стены обшиты, считается, что они защищены распорками по слабой оси, и дополнительные перемычки не требуются. Для ненесущих стен дополнительные связи не устанавливаются. На несущих стенах Hoffman Consultants указывает перемычки на высоте от 4 до 6 футов по центру по вертикали. Это предохраняет от нагрузки на стену во время строительства до монтажа обшивки. Как называются или обозначаются размеры шпилек? Hoffman Consultants использует стандарты SSMA. Пример 1: 600S162-43 600 = глубина 6 дюймов, S = шпилька, 162 = ширина полки 1,62 дюйма, и 43 = номинальная толщина 0,043 дюйма. Пример 2: 362T125-54 362 = глубина 3,62 дюйма, T = гусеница, 125 = ширина полки 1,25 дюйма, и 54 = 0,054 номинальной толщины. Иногда для определения толщины шпилек используются обозначения размеров, аналогичные стандартам листового металла. 1 мил равен 1/1000 дюйма. Например, 54 мила приблизительно равны 0,054 дюйма. 25 калибр = 18 мил 22 калибра = 27 мил Гипсокартон 20 калибра = 30 мил Структура 20 калибра = 33 мил калибр 18 = 43 мил калибр 16 = 54 мил 14 младенец = 68 мил калибр 12 = 98 мил Важно ли следовать рабочим чертежам при строительстве? После утверждения рабочих чертежей они становятся контрактными чертежами для строительства. Все узлы и крепления должны быть соблюдены, иначе потребуется переделка. Hoffman Consultants будет работать со своими клиентами, чтобы сконфигурировать узлы шипов таким образом, чтобы максимизировать эффективность полевых работ. Они могут не совпадать в точности со строительными чертежами. Одинаково ли ведут себя деревянные и металлические стойки во время строительства? Металлические стойки по размерам аналогичны деревянным, но отличаются способом сборки. Металлические шпильки хлипкие и почти бесполезные без обшивки, скрепляющей элементы. Поскольку дерево является твердым материалом, оно само по себе имеет некоторую жесткость. В деревянном строительстве проблемы прогиба исторически не было проблемой, в то время как с металлическими шпильками все наоборот. При использовании металлических шпилек крайне важны перемычки и распорки. Металлические стойки имеют очень небольшую прочность по горизонтальной оси и очень подвержены короблению при использовании в качестве балок перекрытий и часто требуют ребер жесткости стенок над опорными точками. Профессионально подготовленные заводские чертежи Hoffman Consultants должным образом детализируют, как каждая стойка собирается в соответствии с проектными требованиями. Спецификации контракта для моего проекта требуют подачи рабочего чертежа с расчетами, подготовленными профессиональным инженером. Как мне подготовить рабочие чертежи? Hoffman Consultants — это универсальный сервис для профессионально подготовленных рабочих чертежей и расчетов для холодногнутых металлических шпилек. Одного взгляда на наш продукт достаточно, чтобы убедиться, что качество наших чертежей не имеет себе равных в отрасли. Помимо планов и фасадов, Hoffman Consultants всегда предоставит трехмерные изометрические изображения стоек в сборе, чтобы четко отобразить конфигурацию сборки. Компания Hoffman Consultants, являющаяся лидером в области дизайна, более десяти лет обслуживает наших клиентов в этой все еще развивающейся отрасли. HC будет работать за фиксированную плату или почасовую оплату в зависимости от того, что лучше всего подходит для клиента. Для получения предложения чертежи можно отправить нам по почте или просто отправить копии в формате PDF по электронной почте. Также требуется копия спецификации проекта. Какой смысл в заводских чертежах металлических шпилек, если они не требуются в спецификации? Цеховые чертежи металлических стоек имеют следующие преимущества: Четкое описание узлов каркаса. Без анкеровки элементов. (слишком много винтов) Простая проверка на месте для приемки. Справочные чертежи сборки в 3D для конфигурации. Все косяки и коллекторы рассчитаны на ветровую нагрузку. Обрезные листы для несущих стен. Ведомость материалов (за дополнительную плату, обычно не входит в комплект). Раннее выявление полевых проблем. Требуются ли специальные проверки металлических шпилек? Специальные проверки не требуются, за исключением случаев, когда это предписано владельцем, архитектором, инженером, строительным управлением или, возможно, генеральным подрядчиком. Hoffman Consultants всегда рекомендует нанимать специального инспектора, знакомого с операциями холодной штамповки, для обеспечения соблюдения надлежащего проекта. Это начинается с четкого и лаконичного набора рабочих чертежей, выполненных под руководством квалифицированного профессионала-дизайнера.

ДОМ | СТРУКТУРНЫЙ ДИЗАЙН | СТАЛЬНАЯ ДЕТАЛИ | БИМ | МЕТАЛЛ ШПИЛЬКИ | КОНТАКТЫ © Хоффман Консультанты, ООО

Как использовать и обрамлять металлическими стойками (проект) (сделай сам)

Обновлено: 29 июня 2021 г.

Инструменты и технологии для возведения фундамента и перегородок с помощью стальных шпилек

.

Следующий проект›

Семейный мастер на все руки

Вам понравится стальной каркас. Стальные шпильки идеально прямые, не дают усадки и трещин. Они легкие, их легко хранить, они устойчивы к огню, насекомым и гниению. Стальные шпильки дешевле деревянных.

Эксперты DIY журнала The Family Handyman Magazine

Время

Несколько дней

Сложность

Новичок

Стоимость

Варьируется

Металлические шпильки по сравнению с деревянными

По мере того, как поставки качественных пиломатериалов уменьшаются, стальные шпильки все больше и больше заменяют своих кузенов из деревянных шпилек в домостроении. Вам понравится стальной каркас за многие преимущества, которые он имеет по сравнению с деревом: Стальные стойки идеально прямые. Они не сжимаются и не расходятся. Стальные шпильки легки и удобны в хранении, кроме того, они устойчивы к огню, насекомым и гниению. И вам очень понравится тот факт, что стальные шпильки примерно на 30 процентов дешевле деревянных.

Сначала вы обнаружите, что изготовление каркаса со стальными стойками медленнее, чем с деревянными, потому что вы будете работать с незнакомыми материалами, техниками и инструментами. Но как только вы научитесь работать со сталью, это станет очень удобно. Если вы допустили ошибку, вы можете просто открутить стальные детали и быстро вернуться в нужное русло. Для начала мы покажем вам, как построить небольшую ненесущую стену.

Набор инструментов

Возможно, у вас уже есть большинство инструментов, необходимых для крепления стальными шпильками. К ним относятся рулетка, прямые авиационные ножницы по металлу, отвес или 4-футовый. уровень и дрель (предпочтительно беспроводная с переменной скоростью и несколькими настройками сцепления) с 2-дюймовым лезвием. удлинительный держатель бит. Потратьте еще 30 долларов на эти дополнительные «обязательные» инструменты: плоскогубцы с С-образным зажимом (фото 3) для временного зажима стальных шпилек на гусеницах и клещи для фиксации листового металла (также называемые «утиногубцами», вставка, фото 4) для образуя крутые изгибы в стальной гусенице.

Базовая стальная стойка

режущие наконечники и детали каркаса из металлических стоек

Фото 1.

Отрежьте металлические стойки и гусеницы

Отрежьте обе боковые полки стальной стойки, используя прямые авиационные ножницы. Затем согните один фланец вверх, чтобы он не касался губок ножниц, и разрежьте поперек стенки шпильки. Для облегчения монтажа электропроводки и сантехники в дальнейшем держите все выбивные отверстия в замочной скважине на одном уровне, обрезав все стальные шпильки по длине с одного конца. Защищайте руки прочными перчатками. 9№ 0039

Для обрезки отдельных стальных стоек и направляющих используйте прямые авиационные ножницы (фото 1). Если вам нужно быстро отрезать десятки металлических стоек и гусениц   , используйте циркулярную пилу с беззубым (карборундовым) режущим диском по металлу (7 долларов США). При резке отдельных стальных стоек или гусениц циркулярной пилой пилите с закрытой стороны (или «перемычки») и плотно закрепите деталь на козлах. Защитите себя от искр из душа, едкого дыма и оглушительного шума, надев защитные очки, пылезащитную маску, одежду с длинными рукавами и средства защиты органов слуха.

Совет для профессионалов: более быстрый способ вырезать стальные шпильки

Чтобы вырезать стальные шпильки, отрежьте обе стороны, затем надрежьте и согните.
В большинстве домашних центров продаются дисковые и обрезные пилы, предназначенные для резки стальных шпилек, но один профессионал предпочитает более тихий и менее грязный подход. Он разрезает обе стороны ножницами и делает линию на спине. После того, как он несколько раз согнул шпильку вперед и назад, он получил разрез без заусенцев. Нет необходимости в средствах защиты органов слуха и металлической стружки, прилипающей к вашим ботинкам. Осторожно : Стальные шпильки и гусеницы острые. Наш профессионал не носит перчатки, но вы должны.

Техника возведения стен

Фото 2. Разметка и крепление направляющих

Прикрепите стальные направляющие к бетону с помощью винтов по бетону с шестигранной головкой 1-1/4 дюйма. Разметьте положение гусеницы, начертите мелом линии и просверлите отверстие в металле и в бетоне на всю длину шурупа. Используйте ударную дрель с твердосплавным сверлом по каменной кладке. Установите винты сначала на каждом конце направляющей металлического каркаса, а затем через каждые 3 фута вдоль направляющей. Перекрывайте углы гусеницы, надрезав кромку первой гусеницы, чтобы перекрывающаяся гусеница могла встать на место. На длинных прямых участках перекрывайте соседние направляющие на 6 дюймов и прикрепляйте перекрытие к полу с помощью шурупа по бетону.

Фото 3: Отметьте, зажмите, затем привинтите

Присоедините металлические шпильки к гусеницам, плотно зажав два элемента плоскогубцами с С-образными зажимами и забив 1/2 дюйма. Винт № 8 с полукруглой головкой посередине, где они встречаются. Вверните винты на средней скорости. Выберите настройку сцепления, достаточно сильную, чтобы закрутить винт, но не настолько сильную, чтобы она сорвала отверстие для винта и ослабила соединение.

Фото 4: Техника обрамления дверного проема

Соорудить дверной проем в ненесущей стене из стали и дерева. Изготовьте металлический коллектор, обрезав дорожку на 2 дюйма длиннее, чем ширина отверстия. Разрежьте каждый фланец гусеницы (на обоих концах) на 1 дюйм в длину и согните перемычку вниз 90 градусов с помощью плоскогубцев для фиксации листового металла (как показано на вставке). На заданной приблизительной высоте открытия закрепите жатку, ввинтив два винта с плоской головкой в ​​каждую створку полотна (плотно прижимая жатку к шпильке), а затем ввинтив винт через каждый фланец гусеницы.

Врезка: создание замкового соединения коллектора

Отрежьте полки по бокам металлического каркаса с помощью резака для металлических шпилек и отогните внутреннюю стенку, чтобы создать крепежную поверхность.

Наилучший способ возведения стальных стен состоит в том, чтобы сначала закрепить напольные и потолочные направляющие, а затем установить стойки по одной. На полу разметьте и отметьте расположение стены, закрепите стальную направляющую (фото 2), а затем определите положение потолочной направляющей с помощью отвеса или уровня, прижатого к стальной стойке. На готовом потолке, где направляющая каркаса стены проходит перпендикулярно балкам, прикрепите направляющую к нижележащим балкам с помощью саморезов для гипсокартона диаметром 1-1/2 дюйма. Если направляющая проходит параллельно балкам, прикрепите ее к потолку с помощью анкеров для гипсокартона.

Прочие советы по обустройству стен

• Отметив положение всех стоек на потолочных и напольных направляющих, тщательно измерьте точную высоту каждой стойки. Это обеспечивает правильную посадку, компенсируя наклон потолка или пола.
• Обрежьте стойки металлическим ножом для шипов до высоты, обеспечивающей плотный контакт как с верхней, так и с нижней частью гусениц. Зазоры больше 1/16 дюйма на обоих концах слишком велики, потому что они переносят вес стены на шурупы.
• Когда вы размечаете высоту и ширину дверных проемов, оставьте дополнительные 1-1/2 дюйма для высоты и 3 дюйма для ширины, чтобы разместить деревянные бруски 2 × 4, которые вы добавите для прибивания двери. каркас и отделка деревом (Фото 4). Соедините деревянную опору с металлическим каркасом, повернув твердые ребра шпилек к грубому отверстию и прикрепив древесину к металлу с помощью шурупов для гипсокартона 1-1/4 дюйма.

Советы для профессионалов: строительство стен

Не прокладывать рельсы через дверной проем
Выложите стены и проемы так же, как если бы вы делали это из дерева, но при установке нижней пластины не прокладывайте направляющую через дверные проемы. Вы не можете использовать сабельную пилу, чтобы вырезать отверстие позже, как это можно сделать с деревом. Винты по бетону хорошо подходят для крепления гусеницы к бетону.

Используйте шпильку, чтобы установить верхнюю пластину
В отличие от дерева, стальные шпильки надежно прямые. Отрежьте одну стойку по размеру и используйте ее вместе с уровнем, чтобы отметить расположение верхней пластины на обоих концах, и зафиксируйте линию, чтобы направлять размещение. Не беспокойтесь о том, чтобы обрезать металлические шпильки, чтобы они идеально подошли. Это совершенно не нужно. Это большое преимущество, если вы работаете на неровном полу. Вы можете обрезать стальные шпильки примерно на 1/4 дюйма короче фактического размера.

Используйте направляющую для блокировки
Верхние плиты, которые проходят параллельно балкам, часто необходимо крепить к распоркам. Вы могли бы использовать дерево, но вместо этого Джо предпочитает использовать обрезки гусеницы. Просто отрежьте боковые стороны гусеницы и сложите их. Затем прикрепите направляющую к нижней стороне балки с помощью шурупов для гипсокартона.

Деревянные опоры упрощают подвешивание двери
Сделайте проемы на 3 дюйма шире и на 1-1/2 дюйма выше и используйте винты для гипсокартона, чтобы закрепить 2 × 4 опоры на внутренней стороне стального проема, затем повесьте дверь на деревянные баксы. Баксы также есть для прибивания гвоздей к корпусу. Вставьте пластиковую прокладку под каждую сторону 2×4, если дерево будет находиться в непосредственном контакте с бетонным полом.

Прокладка электрических линий

Фото 5: Проводка из стальных стоек

Закрепите электрический кабель вдоль центральной линии каждой стойки пластиковыми стяжками, привинченными к стойкам. Вставьте пластиковую «втулку» в каждое отверстие, чтобы кабель не терся об острые края.

Пластиковые стяжки

Пластиковые стяжки для крепления электрического кабеля

Саморезы

Блокировка 2×4, прикрепленная саморезами 1-1/4′

Кабельная втулка

Пластиковая втулка для электрического кабеля защищает провод от острых краев металлических шпилек

Домашние центры и поставщики электрооборудования имеют в наличии специальные электрические коробки и детали, используемые со стальным каркасом. Поскольку электрические коробки, прикрепленные к стальным шпилькам, могут прогибаться при подключении и отключении электрических шнуров, электрики прикрепляют коробки к деревянному блоку с помощью 1-1/2-дюймовых саморезов для гипсокартона.

Совет для профессионалов: защитите свои электрические провода и себя

Случайно наступив на удлинитель, натянутый на острую дорожку, вы можете легко перерезать шнур. Чтобы избежать потенциально шокирующих событий, многие профессионалы берут кусок гусеницы, переворачивают его вверх дном и кладут под шнур.

Установка гипсокартона и деревянной отделки

Фото 6. Установка деревянной отделки

Установите деревянную отделку на основной стальной каркас стены с помощью саморезов. Используйте искатель стержней, чтобы найти настенные стержни и отметить их положение на отделке. Чтобы не расколоть накладку, утопите головку винта на 1/4 дюйма. кусочек. Затем предварительно просверлите отверстие диаметром 1/8 дюйма. кусочек. Установите сцепление дрели на «легкий», чтобы шуруп не сорвался. Заверните винт и заполните отверстие для винта замазкой.

Если ваша стена из стальных стоек кажется хрупкой, имейте в виду, что она приобретает полную жесткость после нанесения гипсокартона или обшивки. Повесьте гипсокартон или обшивку, используя 1-1/4-дюймовые саморезы для гипсокартона, расположенные через каждые 8 ​​дюймов по краям (где два листа встречаются на стойке) и через 12 дюймов по центру в других местах.

Фланец на стальной стойке является гибким и может прогибаться, когда вы пытаетесь проткнуть его шурупом для гипсокартона, особенно когда края двух панелей встречаются на одной стойке. Чтобы этого не произошло, прикрепите первую панель к открытой стороне металлической стойки (той, что напротив полотна) для придания жесткости, а затем повесьте вторую панель. Возьмитесь пальцами за заднюю часть фланца шпильки рядом с точкой винтового соединения (чтобы придать ей опору), а затем заверните винт. Не пытайтесь прибить отделку к стальным шпилькам. Это не выдержит . Вместо этого используйте специально разработанные винты для отделки (Фото 6). В заглубленном виде их маленькие головки легко скрыть замазкой.

Советы для профессионалов: установка обшивки

Сделайте пропил в блокировке
Подобно дверям, шкафы и другие тяжелые предметы нуждаются в дополнительной опоре. Вы можете использовать фанеру или 2×4, но убедитесь, что вы вырезали в ней пропил, чтобы закраина на внутренней стороне шпильки. Если вы этого не сделаете, эта кромка стойки будет прижиматься к опорной доске и скручивать стойку, создавая изгиб в стене.

Соберите нижнюю пластину
Обшивку основания можно установить с помощью винтов отделки. Если вам не нравится внешний вид головок винтов, вы можете установить два слоя пластин 2×4 вместо стальной гусеницы. С 3-дюймовой древесиной под дорожкой вы сможете прибить всю базовую отделку так же, как и стену с деревянным каркасом. При использовании бетона убедитесь, что вы используете обработанную древесину для нижней пластины.

Советы для профессионалов: установка гипсокартона

Оставьте последнюю стойку незакрепленной во внутренних углах
Надлежащий способ обшивки внутреннего угла гипсокартоном заключается в том, чтобы полностью вставить первый лист во внутренний угол, а затем закрепить последнюю шпильку на стене рядом с гипсокартоном. Для этого вам нужно оставить последнюю металлическую шпильку незакрепленной, пока гипсокартон не поднимется. Этот метод может показаться немного глупым, но он требует меньшего количества шпилек и обеспечивает чрезвычайно стабильное соединение. При укладке направляющих убедитесь, что вы оставили зазор для прохода гипсокартона.

Оставьте последнюю стойку незакрепленной также на Т-образных пересечениях
Аналогично работе с внутренними углами, оставьте последнюю металлическую стойку незакрепленной на стене, образующей стержень Т-образного пересечения. После того, как гипсокартон будет повешен, последняя стойка на пересекающейся стене будет прикреплена к гипсокартону. Опять же, этот метод требует меньшего количества шпилек и приводит к прочному соединению, которое почти гарантированно не растрескает грязь из гипсокартона. Оставьте верхнюю и нижнюю направляющие короткими, чтобы оставить место для гипсокартона.

Покупка стальных шпилек

Стальные шпильки продаются разной ширины (сравнимой с размерами пиломатериалов), длины и размеров металлических шпилек (чем меньше номер калибра, тем толще сталь). Вы прикрепляете верх и низ к стальной гусенице (соответствующей ширины), длина которой составляет всего 10 футов. длины. Используйте 1/2 дюйма. Винты № 8 с полукруглой головкой. Большинство домашних центров и лесопилок имеют только самые популярные стальные шпильки шириной 3-5 / 8 дюйма (сопоставимые с пиломатериалами 2 × 4) 25 калибра в 8-, 9-, 10- и 12-фут. длины вместе со всеми креплениями. Эти легкие стойки предназначены для каркаса внутренней стены, ненесущих стен (стен, которые не поддерживают пол или крышу). Если вы не можете найти стальные шпильки в своем домашнем магазине или на лесопилке, обратитесь к поставщикам, которые обслуживают строителей (посмотрите в «Желтых страницах» в разделе «Оборудование и расходные материалы для сухих стен»). Эти поставщики будут иметь широкий диапазон ширины и размеров для каркаса всего: от ненесущих стен по периметру в существующих подвалах (шириной 1–5/8 дюйма) до несущих наружных стен (до 5–1/2 дюйма). . широкий).

Выберите правильные шурупы
Не используйте шурупы для гипсокартона, чтобы скрутить стойки — они для этого не предназначены.